水稻垩白形成分子机制揭示

垩白是稻米胚乳中不透明、疏松的白色部分。稻米垩白的有无与垩白面积的大小直接影响稻米的外观、加工和蒸煮食味品质。12月25日，记者从南京农业大学获悉，中国工程院院士万建民领衔的团队在稻米中鉴定出一个调控稻米垩白的关键基因OsTPS8，并深入解析了该基因通过影响稻米胚乳中小分子化合物海藻糖-6-磷酸的合成，协同调控垩白形成的分子机制。该成果日前发表于国际学术期刊《自然·遗传学》。

论文的共同第一作者兼共同通讯作者、南京农业大学教授王益华介绍：“有研究显示，粳稻垩白率低，萌发速度慢，而籼稻垩白率高，萌发速度快，但是什么原因造成这种差异一直是个谜。”

此次研究中，团队发现调控垩白的基因是OsTPS8。当OsTPS8与蛋白OsTPS1互作时，OsTPS1的活性被抑制，这降低了海藻糖-6-磷酸的生成，导致稻米发育的胚乳中α-淀粉酶活性增加，胚乳淀粉降解得多，于是形成了垩白。

在不同的水稻品种中，OsTPS8的表达水平为何不同？团队在OsTPS8启动子区域，发现一个功能性单核苷酸的自然变异，影响了转录因子OsbHLH001与OsTPS8启动子的结合能力，从而造成OsTPS8在籼稻与粳稻中表达水平的差异。

王益华介绍，该研究首次揭示了OsTPS8调控海藻糖-6-磷酸信号分子的水平，以及稻米垩白形成的分子机制，这为水稻分子育种提供了重要靶点。（记者金凤）